[发明专利]无线分布式网络中基于辅助链路的多播路由方法

说明书

技术领域：

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种多播路由方法，可用于无线自组织网络。

技术背景：

无线自组织网络是一种复杂的分布式网络系统，由于其自组织、无需固定基础设施、节点可移动以及良好的抗毁性等优点而在军事指挥、紧急救援等军用和民用领域得以广泛应用。多播作为一种一点对多点或多点对多点的通信方式，具有较高的分组发送和传播效率。由于无线自组织网络的应用场合常常要求支持多播业务，因此对无线自组织网络的多播路由协议进行研究显得尤为重要。近年来，国内外已经提出了一系列的无线自组织网络多播路由协议，比如基于树的组播路由协议包括组播自组网按需距离矢量路由协议MAODV，使用递增标号的组播路由协议AMRIS，基于网格的按需组播路由协议ODMRP，无状态型的差异目标组播路由协议DDM。

在以上这些路由协议中，基于树形拓扑的MAODV和AMRIS结构简单并能确保路由无环路，但树形链路的限制使得网络转发效率低下；基于网格的ODMRP结构灵活且提供冗余链路作为备用，但是维护开销较大；DDM协议支持无状态模式，使得数据转发路径中的节点不需要维护组播转发状态，该协议一般用于小规模自组织网络，当节点数量过多时，会产生效率的降低。

发明内容：

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种无线分布式网络中基于辅助链路的组播路由方法，以提高多播数据在多播树内部传输的效率，并减少遍历所有组成员所需要的转发次数。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

(1)建立跳数为H>＝1的辅助链路：

(1a)多播树上除组长节点外的每个节点广播发送生存时间TTL＝H的hello报文，该报文携带源节点拓扑地址T，用来表示本节点在多播树中的拓扑位置，其中T由多播地址M和节点序列L共同构成，节点序列L包括上游节点序列Lu和本节点号N，即：T＝M+L＝M+Lu+d+N，其中字母d表示节点号N之前插入的间隔信息，根据拓扑地址T中字母d的个数能够直接计算出节点的网络深度D；

(1b)当一个节点收到hello报文时，首先判断报文是否重复，若是，则丢弃，否则，提取报文携带的生存时间TTL和多播M并判断：若TTL＝1且该节点属于M，则执行步骤(1c)；若TTL>1且该节点不属于M，则从TTL中减一，并在建立反向路径之后继续广播转发；否则，丢弃报文；

(1c)提取hello报文携带的源节点拓扑地址T，统计T与本节点拓扑地址T0二者之间重合部分中字母d出现的次数，即共同祖先节点的网络深度D0；分别统计T与T0中字母d出现的次数，得到源节点网络深度D1和收到hello报文节点网络深度D2，并进行如下判断：

若满足(D1–D0)+(D2-D0)<＝H，则丢弃报文，否则，本节点执行(1d)；

(1d)收到hello报文的节点向hello报文的源节点发送一个多播探测报文，设探测报文的生存时间TTL＝H，并通过监测在一段时间内能否收到hello报文源节点的回复来判断拓扑中是否存在跳数小于H的路径：若能够收到回复，说明存在跳数小于H的路径，则丢弃hello报文；否则，沿反向路径建立辅助链路，即沿反向路径向hello报文的源节点发送build报文；

(1e)当一个节点收到build报文时，首先判断是否存在build报文重复或者本节点非反向路径的下一跳接收节点的情况：若是则丢弃报文，否则，将build报文中携带的发送节点Send添加进本地多播路由表相应表项的接收节点集合Receive中，以刷新多播路由表，并进行如下判断：若收到build报文的节点不是build报文的目的节点，则继续沿反向路径转发build报文，否则停止转发；

(2)在某节点收到多播报文之后，提取多播报文所携带的目标多播M，并在刷新后的本地多播路由表中查找有无其对应表项：若无对应表项，则表示该节点既不属于多播M，也不是多播M的辅助节点，丢弃该报文；若有对应表项，则进一步判断报文是否重复：若重复，则丢弃该报文，否则，通过查询刷新后的多播路由表，得到多播M表项中的接收节点集合Receive；

(3)提取多播报文所携带发送地址Send，并在本地邻节点表中查找其对应表项，得到覆盖节点集合Cover；